运动到轨道最高点时速度最小 在圆心处电荷产生的电场中,圆轨道恰好在它的一个等势面上,小球在圆轨道上运动时,库仑力不做功,当小球运动到圆轨道最高处时,其重力对它做的负功最多,此时速度最小. 在最低点,小球受到的电场力F与重力mg方向相同,小球不会脱离轨道. 在最高点,小球受到的电场力F与重力mg方向相反, 当F≥mg时,在最高点小球也不会脱离轨道.此时,小球在最高点的速度v应满足:v≥0 ① 小球从圆轨道最底处运动到最高处的过程中由动能定理得: -mg×2R=mv2-m ② 由①和②解得:v0≥2 这就是在F≥mg条件下,小球在最低点速度应满足的条件在最高点.当F<mg时,小球在最高点的速度v 应满足: mg-F+FN=m ③ FN为轨道对小球向向下的压力,根据意知FN≥0 ④ 由②③④可解得:v0≥ 这就是在F<mg条件下,小球在最低点速度应满足的条件. 答:(1)小球A运动到最高处时其速度最小,因为小球圆周运动过程中只有重力做功,根据动能定理有克服重力做功最多时,小球动能最小即速度最小. (2)要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动,小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足:v0≥2(F≥mg),v0≥(F<mg). |